Les travaux présentés concernent le développement d'outils et de méthodes pour la modélisation expérimentale des systèmes dynamiques interconnectés par des représentations modulaires. Contrairement aux approches boîtes-noires, les approches modulaires ne visent pas seulement à décrire le comportement dynamique d'un système dans sa globalité mais aussi à représenter sa structure interne, c.-à-d. ses composants et leurs interactions. Le problème de la modélisation expérimentale des systèmes dynamiques interconnectés est multiple. Il concerne aussi bien la formalisation mathématique des représentations modulaires, leur identifiabilité pratique et l'estimation des paramètres et de leur incertitude.<br /><br />Le projet de recherche présenté s'inscrit dans le cadre de l'Ingénierie en Biologie Systémique. Il est dans la continuité des travaux précédents et se focalise sur la modélisation expérimentale de systèmes dynamiques interconnectés en cancérologie. Ce projet concerne d'une part la modélisation de la thérapie photodynamique et d'autre part l'identification de réseaux métaboliques. La thérapie photodynamique peut être vue, à plusieurs niveaux, comme un ensemble de systèmes dynamiques interconnectés. Après une présentation des fondements de cette thérapie, trois problèmes de modélisation expérimentale appliqués à la thérapie photodynamique sont posés. Cette modélisation a pour but ultime de répondre à deux questions. La première concerne la maîtrise et la reproductibilité des réponses thérapeutiques et la seconde traite de la caractérisation de l'efficacité de nouveaux agents photosensibilisants. Les problèmes d'automatique associés à ces deux questions traitent d'identifiabilité, d'estimation de paramètres et de stratégie de commande. Les méthodes et outils de planification d'expériences sont proposés en perspective pour aborder tous ces problèmes sous un même angle.

Dans les turbomachines et plus particulièrement dans les inducteurs, la cavitation reste un sujet de préoccupation majeure. L'évolution rapide de l'industrie dans les turbomachines combinée aux récents progrès réalisés en CFD, permettent une investigation, une analyse et un diagnostic numériques de ces machines par une meilleure connaissance des caractéristiques des écoulements dont elles sont le siège. Dans le cadre de ce travail, nous avons étudié une gamme d'inducteurs qui se différentient par certains critères géométriques en écoulements cavitants et subcavitants. Les interactions entre les divers critères géométriques étudiés, jouent sans le moindre doute un rôle important et nécessitent la prise en compte d'un couplage entre ces paramètres dans les diverses conditions de fonctionnement prévisibles (débit, NPSH, etc.). L' =un des objectifs est d'aboutir, à terme, à une amélioration du processus de conception des inducteurs. La mise en oeuvre de calculs tridimensionnels cavitants, a permis d'analyser les caractéristiques de l'écoulement dans les différentes configurations d'inducteurs pour des régimes de fonctionnement stables et instables, et de détecter les paramètres les plus importants affectant leur bon fonctionnement. Une méthodologie de modélisation des caractéristiques a pu ainsi être mise en oeuvre et appliquée sur différentes géométries avec succès. Un autre objectif poursuivi est de mieux cerner à la fois expérimentalement et numériquement le phénomène de cavitation particulièrement dans ce type de machines en écoulement stationnaire et instationnaire. Ceci a permis d'établir des méthodes précises pour la prédiction de son apparition et du développement de ses différents aspects afin de repousser les limites techniques qu'elle engendre. De manière plus générale, notre collaboration avec ANSYS-Canada et l'Université du New Brunswick au cours de ce travail, a donné lieu à la validation du modèle cavitant du code CFX5.7 sur l'un des inducteurs présentés dans ce rapport.

L'oxydation hydrothermale est une méthode de traitement des effluents industriels aqueux. Elle consiste en une minéralisation totale de la matière organique en présence d'un oxydant dans de l'eau sous pression et sous haute température. Le travail de thèse a pour<br />objectif de construire des outils de simulation permettant le développement et le dimensionnement d'unités industrielles d'oxydation hydrothermale. Le premier chapitre s'est attaché à présenter, les propriétés physicochimiques spécifiques de l'eau supercritique. Puis, un état du marché potentiel de la biomasse, disponible et traitable par le procédé d'oxydation hydrothermale, est décris. Enfin, l'état de l'art des procédés générateurs d'énergie et des<br />travaux traitant de la valorisation de la biomasse par oxydation hydrothermale est dressé. Le second chapitre présente les résultats liés à la valorisation des déchets issus de la biomasse sous forme électrique pour le procédé d'oxydation hydrothermale. Dans ce chapitre, le<br />procédé d'oxydation hydrothermale est décrit, ses contraintes et les résultats d'optimisation<br />sont présentés. Le troisième chapitre est dédié à la modélisation d'un réacteur réservoir polyphasique et à la validation de ce modèle grâce aux résultats expérimentaux obtenus sur le pilote de I.C.M.C.B. L'originalité de ce modèle réside en la prédiction du comportement d'une population de particules dans un réacteur réservoir en conditions supercritiques.

L'activité des volcans andésitiques au niveau des arcs insulaires est caractérisée par une grande diversité dans leur style éruptif. Le dynamisme d'un même édifice volcanique peut aussi bien s'exprimer par une alternance d'éruptions de type "plinien" ou bien de type "peléen". Le sujet comporte deux aspects liés au fonctionnement local de la Soufrière de Guadeloupe et de la Montagne Pelée : l'étude de la dynamique d'une chambre magmatique superficielle et l'étude des phénomènes liés au dégazage des produits lors de la remontée dans le conduit volcanique.<br />Le premier aspect repose sur l'étude d'une éruption particulière de la Soufrière de Guadeloupe (1440 AD). La stratégie d'étude a été de coupler une étude pétrographique des produits émis avec une étude expérimentale. Cette approche nous a permis de contraindre avec précision les conditions pré-éruptives ainsi que la dynamique de la chambre magmatique qui s'est avérée être zonée thermiquement et chimiquement. <br />Le second aspect a consisté en l'acquisition des données naturelles et expérimentales sur les produits des éruptions historiques de la Montagne Pelée afin d'apporter des éléments nouveaux pour la compréhension du dynamisme des magmas andésitiques dégazés. La nature des produits a nécessité de coupler différentes approches (étude texturale des produits naturels, teneur en eau des verres résiduels, anisotropie de susceptibilité magnétiques sur les produits de dômes, expériences de décompressions contrôlées et acquisition de données expérimentales à basse pression).

Ce travail est centré sur l'étude de la nucléation de fissures dans la glace. Une partie importante de l'étude a été consacrée à la mise au point d'une glace artificielle qui fournit un matériau bidimensionnel idéal pour un couplage d'études expérimentales et théoriques. Notre démarche a consisté à conduire une série d'expériences de fluage sur ce type de matériau et sur le type de glace couramment utilisé par la communauté des glaciologues. Selon le niveau de contrainte (entre -1 et -0,5 MPa) le fluage de la glace était accompagné ou non par de l'endommagement. La partie la plus originale de l'étude expérimentale réside dans l'analyse des images vidéo qui permettait l'enregistrement de l'apparition des fissures dans le tiers central des échantillons. Nous avons ainsi obtenu une base de données importante sur la taille des fissures, leur orientation et leur localisation et sur les déformations de la glace. La confrontation des résultats expérimentaux et des analyses théoriques nous a permis de renforcer nos connaissances sur les mécanismes physiques qui sont à l'origine des processus de déformation et de germination de fissures dans la glace de lac. Enfin, en utilisant le modèle de l'inclusion d'Eshelby, dans le cadre d'un comportement viscoplastique newtonien, nous discutons un critère de nucléation basé sur le facteur d'intensité de contrainte en mode 1.

On s'intéresse ici à une classe particulière de phénomènes musicaux improvisés : ceux qui réunissent au moins deux musiciens improvisant simultanément et librement. Les musiciens placés dans cette situation doivent affronter un problème particulier : il n'y a aucun ensemble intersubjectif de données musicales (voire extra-musicales) qui vienne contrôler non seulement le devenir formel de l'improvisation (inter-détermination horizontale) mais encore la coexistence concurrente des différents discours improvisés (inter-détermination verticale).A partir de là, il s'agit de montrer que l'on peut penser l'improvisation collective libre, en tant qu'elle est une situation interactive, stratégique et collaborative, sous la catégorie générique du problème de coordination.Cette appartenance étant posée, la question est ensuite envisagée sous différents angles. Dans la première partie, la théorie des jeux, en particulier la théorie des points focaux, est mobilisée pour déterminer les heuristiques cognitives qui seront utilisées par les improvisateurs pour parvenir effectivement à se coordonner. On montre dans la deuxième partie la place centrale qu'occupe l'idée de coordination dans la dynamique et la gestion formelle d'une improvisation collective libre. Le cadre théorique est finalement confronté à deux types de données empiriques : des analyses d'extraits du festival Company Week, organisé par le guitariste Derek Bailey, dans la troisième partie ; et les résultats de cinq proto-expérimentations menées auprès de musiciens issus de la Norwegian Academy of Music et du CNSMD de Lyon, dans la quatrième partie.

Le système nerveux central est un site particulier vis-à-vis du système immunitaire, en raison de la présence de la barrière hémato-encéphalique et de la barrière sang-liquide céphalorachidien. Les plexus choroïdes ont été considérés comme une voie d'entrée de certains lymphocytes dans le système nerveux central. Et le liquide céphalo-rachidien a été considéré comme une voie préférentielle de circulation des cellules immune au cours de la surveillance neuro-immunitaire de l'ensemble des compartiments cérébraux, puisque le LCR circule des ventricules, aux espaces sous-arachnoïdiens ainsi qu'aux velum et citernes internes. L'implication du système plexus choroïdes-liquide céphalorachidien dans l'infiltration cellulaire et la distribution des différents effecteurs immuns a été évaluée. Premièrement, nous avons analysé la relation entre le LCR et la répartition des différentes cellules immune au sein du système nerveux central, dans deux modèles d'encéphalite auto-immune expérimentale, utilisé comme modèle de la sclérose en plaque. Deuxièmement, nous avons recherché les partenaires moléculaires pouvant être impliqués dans la mise en place d'une inflammation, tels que les molécules d'adhésion exprimés par l'épithélium choroïdien, et les chimiokines pouvant être sécrétées dans le liquide céphalorachidien. Nos résultats identifient les plexus choroïdes comme une source de chimiokines sécrétées dans le liquide céphalorachidien, ce dernier orchestrant la distribution des différents effecteurs immunitaire au cours de l'inflammation.

L'objectif de ce travail consiste à étudier le comportement des argiles molles de Tunis et la détermination des caractéristiques physiques et mécaniques relevantes. En effet, l'identification des paramètres physiques, minéralogiques, sédimentologiques et mécaniques, d'une part, et l'étude du comportement des argiles molles de Tunis, d'autre part, nous a permis dans un premier volet d'estimer le degré de sensibilité de divers argiles molles de Tunis et de suggérer le processus qui a conféré à ces argiles leur métastabilité. Un modèle physique de développement de la sensibilité dans les argiles molles de Tunis a été élaboré. Les classifications (selon la sensibilité) suggérées par plusieurs auteurs, montrent une divergence des résultats. La proposition d'une classification propre aux argiles molles de Tunis a été élaborée. Dans un deuxième volet l'étude du comportement des argiles molles de Tunis a permis d'abord de confirmer le caractère métastable de ces argiles ; ensuite de trouver l'impact de la sensibilité sur le comportement (triaxial et oedométrique) des argiles molles de Tunis. Enfin une étude du domaine de validité de l'essai pressiométrique dans ces argiles molles de Tunis a montré une importante sous‐estimation du module de cisaillement initial par cette méthode.

Notre cadre de réflexion nous amène à voir le Monde comme une installation. Cette installation permet, contraint, et guide l'activité des sujets. Elle est distribuée dans l'espace physique sous forme d'objets matériels ; dans l'espace mental sous forme de représentations, dans l'espace social sous forme d'institutions. C'est l'existence préalable de cette installation qui permet au sujet de réagir rapidement et de façon pertinente en situation : le sujet joue dans une pièce déjà préparée. Quand il interprète (et il faut prendre ici ce terme au sens théâtral), s'il improvise c'est le plus souvent en combinant des séquences d'interprétation déjà connues. Cette installation du Monde est naturellement le résultat historique d'une construction collective. Ses différentes formes (objets, représentations, institutions) sont liées, génétiquement et fonctionnellement. Notre modèle général, qui sera décrit dans la dernière section, met en lumière une détermination multiple des conduites ; il ne se substitue pas aux modèles existants, mais plutôt il les combine et les met en perspective. Dans ce cadre, nous explicitons les liens entre les aspects pragmatique (mobilisation dans l'action des représentations, en situation) et génétique (construction diachronique du système de représentations, en lien avec les pratiques et les objets). On trouvera en particulier ici rassemblés et mis en perspective divers modèles que nous avons développée au cours des 25 dernières années. On a également décrit les techniques de recueil et d'analyse des comportements que nous avons développés, et notamment l'analyse des processus, l'analyse lexicale et l'analyse des représentations à partir des dictionnaires et encyclopédies, la subcam (camera miniaturisée porte à hauteur de l'œil par le sujet et qui fournit une perspective située du point de vue du sujet), la réalité expérimentale (une méthode de conception participative en situation réelle qui permet de développer rapidement des systèmes sociotechniques complexes).

Dans quelle mesure le comportement des décideurs se conforme-t-il aux prédictions des modèles de décision en environnement incertain ? Le comportement économique est souvent influencé par la structure informationnelle du contexte de décision. Notamment, la concomitance (juxtaposition ou combinaison) de deux sources d'incertitudes - le risque (probabilités connues) et l'ambiguïté (probabilités inconnues des événements) - donne lieu à des comportements non compatibles avec les modèles standards de théorie de la décision, le modèle d'utilité espérée subjective et son extension aux probabilités non-additives, le modèle d'utilité espérée à la Choquet ; la composante comportementale à la base des paradoxes de l'incertitude est le fait que les individus ont une attitude (non neutre) face à l'ambiguïté. Cette thèse propose différentes études empiriques visant à mettre en evidence l'hétérogénéité des attitudes face à l'ambiguïté à la lumière de la variabilité des structures d'incertitude. Ces études traitent de deux principaux cas : lorsque le décideur est confronté à deux sources séparées d'incertitude (paradoxe d'Ellsberg à deux couleurs) ; lorsque le décideur est confronté à un mix d'incertitudes (paradoxe de Machina)